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  • 【转】PHP实现系统编程（四）--- 本地套接字（Unix Domain Socket）

    原文：http://blog.csdn.net/zhang197093/article/details/78143687?locationNum=6&fps=1

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    Socket API一开始是为了解决网络通讯而设计的，而后来在此之上又衍生出一种叫做本地套接字（Unix Domain Socket）的技术，本地套接字顾名思义，只支持本地的两个进程之间进行通信，虽然网络套接字（Internet Domain Socket）也可以通过本地回环地址（127.0.0.1）来实现本地进程间通信，但由于本地套接字不需要经过网络协议栈，封包拆包、计算校验和等操作，所以效率上相比网络套接字有一定的优势。由于本地套接字性能高、稳定、支持非血缘关系的进程间通讯，所以本地套接字也是当下使用最广泛的IPC（进程间通信）的机制之一。

    Nginx 与 PHP-FPM 之间使用网络套接字（127.0.0.1:9000）和使用本地套接字两种通信方式的性能对比 

    一般我们都是让 PHP-FPM 监听 127.0.0.1:9000 ，显然这时 Nginx 与 PHP-FPM 是通过网络套接字来实现通讯的，其实，如果 Nginx和 PHP-FPM运行在同一台服务器上，我们还可以让 PHP-FPM监听本地套接字，接下来就针对这两种方式的性能做一简单的比较。

    这里我的Nginx开启两个worker进程

    [plain] view plain copy
     
    1. [root@localhost ~]# ps -ef | grep nginx  
    2. root      1838     1  0 22:48 ?        00:00:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx -c /etc/nginx/nginx.conf  
    3. nginx     1839  1838  0 22:48 ?        00:00:00 nginx: worker process                     
    4. nginx     1840  1838  0 22:48 ?        00:00:00 nginx: worker process                     
    5. root      1851  1797  0 22:49 pts/0    00:00:00 grep nginx  

    使用网络套接字，Nginx和PHP-FPM配置分别如下：

     

    压力测试test.php脚本

    [php] view plain copy
     
    1. <?php  
    2.   
    3. phpinfo();  
    压测结果：


    再来看看 Nginx和PHP-FPM 用本地套接字方式的通信，Nginx 和 PHP-FPM 的配置稍作修改：


    压测结果：

    以上测试都是多次压测后取得结果，从结果可以看到，本地套接字要比网络套接字的QPS平均高了100多，和我们预期基本一致。

    PHP的本地套接字编程

    其实PHP的本地套接字编程和网络套接字基本一致，只是传的参数不一样。

    PHP为socket编程提供了两套API，一套是 socket_* 系列方法，这在我们前面的系列文章里演示过了，另一套是 stream_socket_* 系列方法，而后者使用起来更加的方便，这里我们采用后者来演示。

    stream_socket_*  方法列表:

    [plain] view plain copy
     
    1. •stream_socket_accept — 接受由 stream_socket_server 创建的套接字连接  
    2. •stream_socket_client — Open Internet or Unix domain socket connection  
    3. •stream_socket_enable_crypto — Turns encryption on/off on an already connected socket  
    4. •stream_socket_get_name — 获取本地或者远程的套接字名称  
    5. •stream_socket_pair — 创建一对完全一样的网络套接字连接流  
    6. •stream_socket_recvfrom — Receives data from a socket, connected or not  
    7. •stream_socket_sendto — Sends a message to a socket, whether it is connected or not  
    8. •stream_socket_server — Create an Internet or Unix domain server socket  
    9. •stream_socket_shutdown — Shutdown a full-duplex connection  

    具体方法的使用请参阅PHP手册，这里直接演示代码：

    server端代码：

    [php] view plain copy
     
    1. <?php  
    2. //stream_server.php  
    3.   
    4. $sockfile = '/dev/shm/unix.sock';  
    5. // 如果sock文件已存在，先尝试删除  
    6. if (file_exists($sockfile))  
    7. {  
    8.     unlink($sockfile);  
    9. }  
    10.   
    11. $server = stream_socket_server("unix://$sockfile", $errno, $errstr);  
    12.   
    13. if (!$server)  
    14. {  
    15.         die("创建unix domain socket fail: $errno - $errstr");  
    16. }  
    17.   
    18. while(1)  
    19. {  
    20.         $conn = stream_socket_accept($server, 5);  
    21.   
    22.         if ($conn)  
    23.         {  
    24.                 while(1)  
    25.                 {  
    26.                     $msg = fread($conn, 1024);  
    27.                     if (strlen($msg) == 0) //客户端关闭  
    28.                     {  
    29.                         fclose($conn);  
    30.                         break;  
    31.                     }  
    32.                     echo "read data: $msg";  
    33.                     fwrite($conn, "read ok!");  
    34.                 }  
    35.         }  
    36.   
    37. }  
    38. fclose($server);  


    client端代码：
    [php] view plain copy
     
    1. <?php  
    2. //stream_client.php  
    3.   
    4. $client = stream_socket_client("unix:///dev/shm/unix.sock", $errno, $errstr);  
    5.   
    6. if (!$client)  
    7. {  
    8.         die("connect to server fail: $errno - $errstr");  
    9. }  
    10.   
    11. while(1)  
    12. {  
    13.     $msg = fread(STDIN, 1024);  
    14.   
    15.     if ($msg == "quit ")  
    16.     {  
    17.         break;  
    18.     }  
    19.   
    20.     fwrite($client, $msg);  
    21.     $rt = fread($client, 1024);  
    22.   
    23.     echo $rt . " ";  
    24. }  
    25.   
    26. fclose($client);  

    运行

    server端：

    [plain] view plain copy
     
    1. [root@localhost html]# php stream_server.php   
    2. read data: hello unix domain socket  
    3. read data: are you ok?  
    4. read data: I'm fine!  
    5. PHP Warning:  stream_socket_accept(): accept failed: Connection timed out in /usr/share/nginx/html/stream_server.php on line 13  
    6. PHP Warning:  stream_socket_accept(): accept failed: Connection timed out in /usr/share/nginx/html/stream_server.php on line 13  
    7. PHP Warning:  stream_socket_accept(): accept failed: Connection timed out in /usr/share/nginx/html/stream_server.php on line 13  
    8. PHP Warning:  stream_socket_accept(): accept failed: Connection timed out in /usr/share/nginx/html/stream_server.php on line 13  
    9. PHP Warning:  stream_socket_accept(): accept failed: Connection timed out in /usr/share/nginx/html/stream_server.php on line 13  
    10. PHP Warning:  stream_socket_accept(): accept failed: Connection timed out in /usr/share/nginx/html/stream_server.php on line 13  

    client端：
    [plain] view plain copy
     
    1. [root@localhost html]# php stream_client.php   
    2. hello unix domain socket  
    3. read ok!  
    4. are you ok?  
    5. read ok!  
    6. I'm fine!   
    7. read ok!  
    8. ^C  

    以上是一个最简单的本地套接字的代码演示，细心的读者可能注意到了server端报的warning，服务器如果长时间没有客户端过来连接，超过了stream_socket_accept 方法设置的timeout，服务器端便会报这个警告，事实上，真正的服务端代码是不会是像这样写的，因为这种方式同一时间只能处理一个客户端连接，如果要实现并发，一种方式就是使用IO多路复用，如同 socket_* 系列方法中有socket_select 方法 （参考系列文章第一篇http://blog.csdn.net/zhang197093/article/details/77366407），stream_socket_* 系列方法提供了 stream_select 方法来实现多路复用，使用方法也很相似。

    [php] view plain copy
     
    1. int stream_select ( array &$read , array &$write , array &$except , int $tv_sec [, int $tv_usec = 0 ] )  

    The stream_select() function accepts arrays of streams and waits for them to change status. Its operation is equivalent to that of the socket_select() function except in that it acts on streams.

    详细的方法介绍请参考PHP手册 : http://php.net/manual/zh/function.stream-select.php

    优化后的代码如下：

    [php] view plain copy
     
    1. <?php  
    2. //stream_server.php  
    3.   
    4. $sockfile = '/dev/shm/unix.sock';  
    5. // 如果sock文件已存在，先尝试删除  
    6. if (file_exists($sockfile))  
    7. {  
    8.     unlink($sockfile);  
    9. }  
    10.   
    11. $server = stream_socket_server("unix://$sockfile", $errno, $errstr);  
    12.   
    13.   
    14. if (!$server)  
    15. {  
    16.         die("创建unix domain socket fail: $errno - $errstr");  
    17. }  
    18.   
    19. $listen_reads = array($server);  
    20. $listen_writes = array();  
    21. $listen_excepts = NULL;  
    22.   
    23. while(1)  
    24. {  
    25.         $can_reads = $listen_reads;  
    26.         $can_writes = $listen_writes;  
    27.         $num_streams = stream_select($can_reads, $can_writes, $listen_excepts, 0);  
    28.   
    29.         if ($num_streams)  
    30.         {  
    31.                 foreach ($can_reads as &$sock)  
    32.                 {  
    33.                         if ($server == $sock)  
    34.                         {  
    35.                                 $conn = stream_socket_accept($server, 5); //此时一定存在客户端连接，不会有超时的情况  
    36.                                 if ($conn)  
    37.                                 {  
    38.                                         // 把客户端连接加入监听  
    39.                                         $listen_reads[] = $conn;  
    40.                                         $listen_writes[] = $conn;  
    41.                                 }  
    42.                         }  
    43.                         else  
    44.                         {  
    45.                                 $msg = fread($sock, 1024);  //此时一定是可读的  
    46.                                 if (strlen($msg) == 0) //读取到0个字符，说明客户端关闭  
    47.                                 {  
    48.                                         fclose($sock);  
    49.                                         // 从sock监听中移除  
    50.                                         $key = array_search($sock, $listen_reads);  
    51.                                         unset($listen_reads[$key]);  
    52.                                         $key = array_search($sock, $listen_writes);  
    53.                                         unset($listen_writes[$key]);  
    54.                                         echo "客户端关闭 ";  
    55.                                 }  
    56.                                 else  
    57.                                 {  
    58.                                    echo "read data: $msg";  
    59.                                     // 是否可写  
    60.                                     if (in_array($sock, $can_writes))  
    61.                                     {  
    62.                                         fwrite($conn, "read ok!");  
    63.                                     }  
    64.                                 }  
    65.                         }  
    66.                 }  
    67.         }  
    68.   
    69.   
    70. }  
    71. fclose($server);  

    此时这个server就不会有前面那个Warning了，并且支持并发
    [plain] view plain copy
     
    1. [root@localhost html]# php stream_server.php   
    2. read data: hello world  
    3. read data: hello unix domain socket  
    4. read data: harry up  
    5. read data:   
    6. read data:   
    7. read data: I'm another client  
    8. 客户端关闭  
    9. 客户端关闭  
    10. read data: I'm the third client  
    11. 客户端关闭  

    That‘s all！

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